ngel E. Caballero Torres

La Habana, 2008

Catalogacin Editorial Ciencias MdicasCaballero Torres, ngel E. Temas de Higiene de los Alimentos / ngel E. Caballero Torres [et al]. La Habana: Editorial Ciencias Mdicas, 2008. [x] 382 p. : il., tab. Incluye bibliografa al final de los captulos QW 85 HIGIENE ALIMENTARIA

Edicin: Dra. Nancy Cheping Snchez Diseo y realizacin: Ac. Luciano O. Snchez Nez Emplane: Xiomara Segura Surez

ngel E. Caballero Torres, 2008 Sobre la presente edicin: Editorial Ciencias Mdicas, 2008

ISBN 978-959-212-363-2

Centro Nacional de Informacin de Ciencias Mdicas Editorial Ciencias Mdicas Calle 23 No.177 entre N y O Edificio Soto El Vedado, Ciudad de La Habana, CP 10400, Cuba ecimed@infomed.sld.cu Telfonos: 838 3375 832 5338

Autor PrincipalDr. ngel Eladio Caballero Torres. Doctor en Ciencias Mdicas. Especialista en Higiene de los Alimentos. Investigador Auxiliar. Doctor en Medicina Veterinaria.

AutoresLic. Virginia Leyva Castillo. Especialista en Microbiologa de los Ali- mentos. Investigadora Auxiliar. Licenciada en Microbiologa. Lic. Tamara Kely Martino Zagovalov. Especialista en Microbiologa. Investigadora Agregada. Licenciada en Microbiologa. Dra. Yamila Puig Pea. Especialista de I Grado en Microbiologa. Doctora en Medicina. Lic. Eyda Otero Fernndez-Trebejo. Mster en Nutricin. Investigadora Agregada. Licenciada en Bioqumica. Lic. Miguel Oscar Garca Roch. Investigador Auxiliar. Especialis- ta en Qumica y Toxicologa de los Alimentos. Licenciado en Cien- cia de los Alimentos. Lic. Grettel Garca Daz. Mster en Ciencias. Licenciada en Qumica. Lic. Iraida Rub Villazn. Especialista en Aditivos y Contaminantes Metlicos. Licenciada en Alimentos. Dra. Consuelo Macas Matos. Doctora en Ciencias Qumicas. Investigadora Titular. Lic. Daymara Mosquera. Mster en Nutricin. Licenciada en Alimentos. Lic. Armando Bcquer Lombard. Investigador Auxiliar. Licenciado en Alimentos. Dra. Tamara Daz Lorenzo. Mster en Nutricin. Especialista de I Grado en Pediatra. Especialista de II Grado en Nutricin e Higie- ne de los Alimentos. Investigadora Agregada. Doctora en Medicina. Dra. Marta Cardona Glvez. Mster en Nutricin. Especialista de I Grado en Medicina General Integral. Doctora en Medicina. Lic. Pedro Morejn. Mster en Ciencias Biolgicas. Licenciado en Bio- loga.

ColaboradoresLic. Yariela Snchez Azahares. Licenciada en Alimentos. Lic. Jorge Luis Rodrguez Daz. Licenciado en Alimentos.

PrlogoEn el texto Temas de Higiene de los Alimentos, los profesores de la asignatura homnima exponen los conceptos, definiciones y principales explicaciones de esta ciencia, que permite garantizar la proteccin sanitaria de los alimentos. Los temas de microbiologa, qumica, toxicologa e inocuidad de los alimentos constituyen este material, que ser consulta obligada para los estudiantes del perfil de salida Nutricin y Diettica de la carrera Tecnologa de la Salud. Los contaminantes qumicos y biolgicos, explicados junto con los temas que permiten su prevencin, sern tiles adems para estudiantes de otras carreras afines, e incluso, profesionales que necesiten consultar estas materias, con el propsito de elevar la calidad tcnica de su desempeo laboral. Los contenidos de estos temas facilitarn adems la informacin a todos los que se interesen por el apasionante campo de las actividades que facilitan la prevencin y control de las enfermedades trasmitidas por los alimentos. En cada uno de los temas, desarrollados por los profesores que los imparten, se expresa de forma actualizada los conocimientos cientfico- tcnicos que permiten comprender sus fundamentos, as como los procedimientos para sus aplicaciones prcticas. El texto facilita la formacin de recursos humanos que incluyen en sus actividades laborales el noble empeo de contribuir a la alimentacin inocua y saludable de la poblacin. Los aos durante los cuales sern ledas estas lneas, hasta reclamar sus reimpresiones en versiones an superiores, expresarn los principales reconocimientos al esfuerzo de los autores, que es una de las razones que tienen para ser trabajadores del Instituto de Nutricin e Higiene de los Alimentos. Dr. Jorge Ren Daz Fernndez Director del INHA

Contenido Seccin I. Microbiologa de los alimentos /1Captulo 1. Aspectos generales de la microbiologa /3 Breve historia de la microbiologa de los alimentos /3 Mtodos pticos en el estudio microbiolgico /5 Posicin que ocupan los microorganismos en el mundo viviente /5 Aspectos generales sobre el proceso infeccioso /15 Agentes antimicrobianos y desinfectantes /18 Bibliografa /19 Captulo 2. Control microbiolgico de los alimentos /20 Microbiologa de los alimentos y su relacin con otras ramas /21 Incidencia y tipos de microorganismos en los alimentos /22 Bibliografa /28 Captulo 3. Principales bacterias patgenas en alimentos /29 Clasificacin de las enfermedades alimentarias /29 Caractersticas generales de las bacterias patgenas que con mayor frecuencia se aislan de los alimentos /30 Bibliografa /41 Captulo 4. Factores que influyen en el crecimiento y supervivencia de los microorganismos /43 Crecimiento microbiano /43 Bibliografa /54 Captulo 5. Parsitos en alimentos /55 Relacin husped-parsito /55 Forma de trasmisin de los parsitos en los alimentos /59 Epidemiologa /59 Diagnstico /59 Bibliografa /71 Captulo 6. Virus en alimentos /72 Virus de la hepatitis A /75 Virus de la hepatitis E /76 Rotavirus /77 Adenovirus /77 Calicivirus /77

Astrovirus /78 Otros enterovirus: virus Echo y virus de la Polio /79 Bibliografa /79

Seccin II. Qumica y toxicologa de los alimentos /81Captulo 7. Introduccin a la toxicologa alimentaria /83 Captulo 8. Txicos naturales que forman parte del alimento /86 Factores antivitamnicos /86 Inhibidores de proteasas /87 Taninos /88 cido ftico (cido mioinositol 1,2,3,4,5,6 hexafosfato) /89 Oxalatos /89 Hemoaglutininas /89 Compuestos productores de favismo /90 Glucsidos cianognicos /91 Saponinas /94 Alcaloides (solanina y chaconina) /94 Xantinas /95 Alcoholes /96 Bibliografa /98 Captulo 9. Micotoxinas en alimentos /100 Toxinas del ergot /102 Aflatoxinas /103 Ocratoxinas /107 Zearalenona /108 Tricotecenos /109 Fumonisinas /110 Patulina /112 Mtodos de anlisis /113 Prevencin y control /113 Bibliografa /115 Captulo 10. Aditivos alimentarios /116 Colorantes orgnicos sintticos /121 Edulcorantes /124 Antioxidantes /130 Conservadores /134 Bibliografa /142

Captulo 11. Peligros toxicolgicos de los envases plsticos /145 Migracin total y especfica /148 Principales plsticos utilizados para el envasado de alimentos /149 Monmeros de mayor inters toxicolgico /150 Anlisis de migracin /158 Bibliografa /160 Captulo 12. Contaminantes metlicos en alimentos /161 Arsnico /161 Mercurio /166 Cadmio /170 Plomo /175 Bibliografa /182 Captulo 13. Txicos originados por el tratamiento trmico /186 Aminas heterocclicas /186 Hidrocarburos policclicos aromticos /188 Productos de la peroxidacin lipdica /191 Archilamida /195 Bibliografa /197 Captulo 14. Toxinas de origen marino /199 Ciguatera (CTX) /201 Intoxicacin neurotxica por marisco (NSP) /203 Intoxicacin diarreica por mariscos (DSP) /203 Intoxicacin por saxitoxina o toxina paralizante de los moluscos (PSP) /204 Intoxicacin por tetrodotoxina /206 Intoxicacin amnsica por moluscos (ASP) /206 Intoxicacin por aminas bigenas /207 Bibliografa /208

Seccin III. Inocuidad de los Alimentos /209Captulo 15. Proteccin sanitaria de alimentos. Mtodos de trabajo en Higiene de los Alimentos /211 Mtodos de trabajo en Higiene de los Alimentos /211 Bibliografa /215 Captulo 16. Enfermedades trasmitidas por alimentos /216 Causas de las enfermedades trasmitidas por los alimentos /219 Principales caractersticas de algunas enfermedades trasmitidas por alimentos /223

Estudio y control de las ETA /239 Otras posibles causas y asociaciones /243 Bibliografa /247 Captulo 17. Mtodos de conservacin de alimentos /249 Clasificacin de los alimentos por su facilidad de descomposicin /250 Principios en que se basa la conservacin de los alimentos /250 Mtodos de conservacin de alimentos /251 Bibliografas /264 Captulo 18. Control sanitario de la leche y los productos lcteos /265 Leche /265 Productos lcteos /270 Bibliografa /272 Captulo 19. Control sanitario la carne y los productos crnicos /273 Carne /273 Animales de los que se obtiene la carne /273 Obtencin higinica de la carne /275 Captulo 21. Control sanitario del huevo /288 Estructura del huevo /289 Alteraciones de los huevos /290 Clasificacin sanitaria /291 Propiedades del huevo /293 Consejos y normas de manipulacin /294 Bibliografa /295 Captulo 22. Control sanitario de frutas y vegetales /296 Frutas /296 Vegetales /297 Control sanitario de las frutas y vegetales /298 Importancia sanitaria /302 Jugos /304 Bibliografa /305 Captulo 23. Control sanitario de las aguas y bebidas /306 Aguas /306 Bebidas no alcohlicas /308 Bebidas alcohlicas /309 Bibliografa /315

Captulo 24. Alimentacin colectiva /316 Principio de la marcha hacia delante /317 Venta de alimentos en las calles /318 Investigaciones realizadas en 8 ciudades de Amrica Latina /320 Estudio FAO sobre venta de alimentos en las calles /321 Bibliografa /321 Captulo 25. Programas de limpieza y desinfeccin /323 Trminos fundamentales /323 Ventajas de un programa de limpieza, desinfeccin y control de vectores /324 Control de plagas y vectores /327 Bibliografa /334 Captulo 26. Educacin sanitaria: procedimientos para impartirla. Principios y estrategias /335 Capacitacin del personal que impartir la educacin sanitaria /335 Etapas de las actividades educativas /337 Educacin sanitaria de los manipuladores de alimentos /341 Educacin sanitaria para nios sobre Higiene de los Alimentos /350 Educacin sanitaria para garantizar la inocuidad de los alimentos en el hogar /355 Bibliografa /355 Captulo 27. Tecnologas para garantizar la inocuidad de los alimentos /357 Definicin /358 Produccin primaria /358 Resumen /368 Algunas consideraciones sobre el sistema HACCP /373 Resumen de ejemplos de aplicaciones de los principios del sistema HACCP /375 Bibliografa /379

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CAPTULO 1

Aspectos generales de la microbiologaTamara K. Martino Zagovalov, Virginia Leyva Castillo y Yamila Puig Pea

La microbiologa es la ciencia que estudia los organismos demasiado pequeos para ser percibidos a simple vista, por lo que se denominan microorganismos. En trminos generales dentro del amplio dominio de la microbiologa se ubican todos los organismos con dimetro de 1 mm o inferior. Sin los microorganismos sera imposible la vida, existen en la mayora de los lugares: los suelos, el aire, el agua, los alimentos, en la piel y mucosas del hombre y los animales. Algunos son beneficiosos, o al menos no producen ningn dao, otros son dainos y producen enfermedades al hombre, los animales y las plantas. En relacin con los alimentos hay microorganismos que ayudan en la elabo- racin de diferentes tipos de productos: queso, cerveza, vino; existen otros cuya presencia sirve como indicador de la calidad sanitaria, o los que alteran sus ca- ractersticas organolpticas y tambin microorganismos patgenos capaces de producir enfermedades al ser ingeridos con el alimento.

BREVE HISTORIA ALIMENTOS

DE

LA

MICROBIOLOGA

DE

LOS

El inters por evitar las enfermedades trasmitidas por los alimentos surge con la prctica misma de ingestin de los alimentos; esta preocupacin se mani- fiesta histricamente de muy diversas maneras. La necesidad de preservar los alimentos contra el deterioro constituy un medio que de forma indirecta ha con- tribuido a proteger su inocuidad. Aunque es difcil sealar con precisin los pri- meros conocimientos acerca de la presencia y el papel de los microorganismos en los alimentos, se tiene evidencia de que su conocimiento antecede a la consi- deracin de la microbiologa como ciencia. El perodo de produccin de alimentos se remonta desde hace aproximadamente 8 000 aos. Con la introduccin de los alimentos preparados, hacen su aparicin los problemas de trasmisin de enfermedades por estos y las alteracio- nes debidas a conservaciones inadecuadas. Entre los aos 3 000 y 1 200 a.n.e. se utilizaron diferentes mtodos en la conservacin de alimentos: los judos utili- zaron la sal del Mar Muerto; los chinos y griegos coman pescado salazonado y trasmitieron esta prctica a los romanos, quienes adems incluyeron en su dieta las carnes escabechadas; tambin debieron emplearse los aceites de oliva y s- samo para este fin. Al parecer existi una influencia entre el proceso de momifi- cacin y la conservacin de alimentos.3

Hacia los aos 1 000 a.C los romanos sobresalieron en la conservacin de carnes y se cree que utilizaron nieve para la conservacin de alimentos perecederos. Se supone que en este perodo apareci el ahumado para la conservacin de carnes, as como la elaboracin de quesos y vinos. No se sabe si en esta poca se tena conocimiento del papel de los alimentos en la trasmisin de las enfermedades o del peligro para consumir carne de animales infectados. Entre el nacimiento de Cristo y el ao 1 100 d.C., parece ser que fue escasa la contribu- cin al conocimiento de la naturaleza de las alteraciones e intoxicaciones alimentarias. Durante La Edad Media las intoxicaciones por cornezuelo de cen- teno causaron decenas de miles de muertes. Hacia el siglo XIII, aunque se cono- can las caractersticas propias de la carne higinica, no se sabe si haba conocimientos de las posibles relaciones causales entre sanidad y presencia de microorganismos. A partir del descubrimiento de los microorganismos y de su participacin como causa de enfermedad desde finales del siglo XIX, se establecieron las bases para la generacin de los principios cientficos que permitiran prevenir la conta- minacin, impedir la proliferacin, inactivar de manera segura los agentes patgenos microbianos en los alimentos y desarrollar tcnicas que faciliten su deteccin. En 1683 Antony van Leeuwenhoek fue el primero en observar y describir los microbios, llamados entonces animculos. En 1765 Lzaro Spallanzani com- prob que el tratamiento trmico repetido permita evitar el crecimiento de microorganismos en infusiones, lo cual supone un primer desarrollo de mtodos de esterilizacin de lquidos; realiz experimentos para refutar la doctrina de la generacin espontnea, aunque no consigui convencer a los seguidores de esta doctrina. Theodore Schwann (1837) realiz los primeros experimentos relacio- nados con la fermentacin y putrefaccin, originada por microorganismos y otros experimentos relacionados con la conservacin de alimentos tratados con calor; pero ninguno de estos 2 hombres consiguieron ventaja alguna de estos experi- mentos en cuanto a su aplicacin prctica. Franois Appert en 1809 desarroll el mtodo de conservacin de carnes en frascos de vidrio, que mantena en agua hirviendo durante perodos variables. Este mtodo conocido como "appertizacin", constituy la base del envasado de alimentos de la forma en que hoy da se hace, a pesar de que Appert no era un cientfico y probablemente ignoraba el alcance del descubrimiento en el que ha- ba trabajado. Louis Pasteur, genial investigador francs, qumico y microbilogo, fue el primero que dio importancia y consider el alcance y el papel de los microorganismos en los alimentos: realiza experimentos que demuestran el ori- gen microbiano de procesos de fermentacin alcohlica (1860), lctica y butrica (1861), as como demostr la existencia de microorganismos anaerobios. Hacia 1860 utiliz por primera vez el calor para destruir los microorganismos nocivos del vino y de la cerveza (pasteurizacin). Louis Pasteur y John Tyndall demos- traron definitivamente, que al igual que los organismos4

macroscpicos, los micro- bios solo son producidos por otros microbios.

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Desde esta poca hasta la actualidad se han producido espectaculares progresos en la utilizacin de los microorganismos. En Cuba el desarrollo de la mi- crobiologa es parte inseparable del desarrollo mdico, cientfico y tecnolgico.

MTODOS PTICOS EN EL ESTUDIO MICROBIOLGICOLa historia de la microbiologa est estrechamente ligada con la de la microscopia, que es la ciencia que se ocupa de los usos y aplicaciones interpretativas de los microscopios, los cuales nos permiten ver partculas muy pequeas que no pueden ser percibidas por el ojo humano. El microscopio ptico es ampliamente usado en estudios microbiolgicos. En la actualidad se han desarrollado microscopios luminosos compuestos, que constan al menos, de 2 sistemas de lentes (objetivo y ocular). La microscopia de campo claro es la ms usada para observar frotis coloreados, caractersticas morfolgicas y movilidad de los microorganismos. Existe adems la microscopia de contraste de fase, campo oscuro y fluorescencia. El microscopio electrnico tiene mayor resolucin que el microscopio pti- co, emplea un haz de electrones enfocado por un magneto. Permite observar las estructuras detalladas de la clula, tambin ha sido muy til en el campo de la virologa, pues permiti la observacin e identificacin de virus.

COLORACIONESEn microbiologa las coloraciones o tinciones son muy tiles y se emplean con diversos objetivos. Las coloraciones pueden ser simple (usa un solo colorante) o compuestas, cuando emplean varios colorantes en diferentes etapas, se utiliza para observar tamao, forma y agrupacin de las clulas. La coloracin de Gram es una de las coloraciones ms empleadas, desarro- llada por Hans Christiam Gram en 1884, se utiliza para diferenciar las bacterias en dependencia de la estructura de la pared celular, se basa en la reaccin frente al colorante, algunas clulas se tien con color azul-violeta y otras se decoloran y se tien ms tarde con un colorante de contraste safranina. Las bacterias llamadas grampositivas se tien de azul violeta y tienen una pared celular con elevado contenido de cido teicoico, mientras que las gramnegativas se tien de rosado y su pared contiene lipopolisacridos. Algunas modificaciones de este mtodo se han descrito. Existen otras tinciones para demostrar estructuras de la clula (cpsula, esporas, flagelos, etc.). Tambin hay coloraciones especficas para el estudio6

de bacterias cido-resistente, parsitos y virus.

POSICIN QUE OCUPAN LOS MICROORGANISMOS EN EL MUNDO VIVIENTEEn los siglos XVIII y XIX se planteaba la existencia de 2 reinos: reino vegetal y reino animal, en los que se ubicaron los microorganismos basado en la facultad para moverse activamente y la aptitud para realizar fotosntesis.

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Ms tarde, con la aceptacin de la teora celular, esta clasificacin comenz a crear interrogantes. Con el desarrollo de la microscopia electrnica se plante la existencia de 5 reinos: el reino monera, que inclua los procariontes (bacterias), y otros 4 reinos que incluan los eucariontes: protoctista (integrado por algas, protozoos, hongos viscosos y otros organismos acuticos y parsitos menos co- nocidos), hongo (que incluye hongos macroscpicos y microscpicos y lquenes), plantae (formado por musgos, helechos, conferas y plantas con flores) y animalia (formado por animales con esqueleto y sin l). El desarrollo de la biologa molecular simplific a 3 los reinos: Archea que incluye bacterias que sobreviven en condiciones extremas (termfilas, halfilas y metanognicas), procariotes y eucariotes.

CLULA PROCARITICALas palabras procarionte y eucarionte vienen del griego: procarithique y eucarithique, en las que pro significa antes; eu, verdadero y karion, ncleo. Las diferencias fundamentales entre ellas se recogen en la tabla 1.1.Tabla 1.1. Algunas diferencias entre procariontes y eucariontes Aspectos Tamao celular Pared celular Procariontes Clulas pequeas (1-10 m) < 2 m de dimetro Presente en la mayora (peptidoglicano, cido teicoico, porinas, otros polisacridos y glicoprotenas) Presencia Ausencia Ausencia de mitocondrias. Las enzimas para la oxidacin de las molculas orgnicas se encuentran al nivel de membrana celular rodeados por membrana. No poseen cromosomas Presenta (plsmidos) No existe Directa, principalmente por fisin binaria. No poseen centrolos, ni huso mittico, ni microtbulos Eucariontes Clulas grandes (10-100 m) Ausente en animales; presente en algas, hongos y plantas Ausencia Presencia Presencia de mitocondrias

Endospora Organelos con membrana Sistema respiratorio

Ncleo

Ncleo membranoso que contiene cromosomas (ADN, ARN y protenas) No presenta Organismos multicelulares, desarrollo extenso de los tejidos Mitosis, huso mittico. Participacin de uno y otro sexos en la fertilizacin

ADN extracromosomal Desarrollo tisular Divisin celular

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La clula bacteriana (procaritica) est constituida por la membrana celular que est rodeada por una pared celular, hacia el interior de la clula un citoplasma con ribosomas y una regin nuclear (nucleoide), y presenta en algunos casos grnulos, vesculas o ambos. Puede tener estructuras externas como: flagelos, fimbrias y cpsula. Como grupo son las formas de vida ms resistentes, ya que han soportado las condiciones ecolgicas ms diversas. Estructura de la clula bacteriana. La pared celular es una estructura fundamental de la bacteria; le brinda rigidez a la clula, proteccin osmtica, es la responsable de la forma celular y del comportamiento de las bacterias frente a la tincin de Gram. Desempea un papel importante en la divisin celular e inter- viene en su propia biosntesis. Su unidad bsica es el pptidoglicano (tpico de procariontes): polmero de configuracin D, que forma un enrejado. La biodiversidad en bacterias viene dada por la configuracin del pptidoglicano. Otro componente de la pared, tpico de procariontes, es el cido mesoaminopimlico. La mayora de las bacterias se pueden clasificar en gramnegativas y grampositivas de acuerdo con la coloracin de Gram. En el caso de las bacterias grampositivas contienen una pared celular (pptidoglicano) y a continuacin se encuentra la membrana citoplasmtica. Las gramnegativas tienen una pared ms fina, pero ms compleja que las grampositivas, y a diferencia de estas poseen una membrana externa de lipopolisacridos (LPS), que constituyen una endotoxina bacteriana. La membrana citoplasmtica es la barrera que separa la parte externa e interna de la clula, se encuentra rodeando al citoplasma. Es una estructura fundamental de la clula, presenta cationes calcio y magnesio que le dan estabi- lidad, tambin est formada por fosfolpidos y protenas. Es una barrera altamen- te selectiva, posibilita que la clula acumule metabolitos y excrete sustancias de reserva. A nivel de membrana ocurren todos los mecanismos de transporte. Estructuras externas. La cpsula es una estructura que poseen algunas especies bacterianas capaces de sintetizar grandes cantidades de polmeros extracelulares. Se deposita alrededor de la pared celular, es la estructura ms externa de la mayora de las clulas procariontes y consiste en un revestimiento viscoso, gomoso o mucilaginoso, que puede ser de naturaleza polisacardica o polipeptdica y no es imprescindible para la vida; adems, desempea un papel importante en la virulencia de la clula, as como le ofrece propiedades antifagocitarias. Protege a la clula de la desecacin, permite la adherencia a otras superficies celulares, por la capacidad que le ofrece de pegar iones met- licos y aminocidos con carga positiva. Los flagelos estn compuestos en su totalidad por protenas, estos son los responsables del movimiento, es decir, rganos de la locomocin para las formas que los poseen. Estos son submicroscpicos y se observan al microscopio ptico con tinciones especiales. Se conocen 3 tipos de ordenamiento: montrico (flagelo polar simple), loftrico (flagelos polares mltiples) y pertricos (flagelos distribui- dos en la totalidad de la clula).9

Fimbrias o pili. Son apndices rgidos de la superficie bacteriana, estructu- ras mucho ms pequeas y finas que los flagelos. Solo se observan al microsco- pio electrnico. Se diferencian 2 tipos de pili: el sexual y las adhesinas, estas permiten a la bacteria adherirse a las clulas del hospedero. Estructuras internas. El citoplasma constituye la mayor parte del contenido celular, es una sustancia semifluida que est delimitada por la membrana citoplasmtica y posee elevado contenido de agua, as como sustancias qumicas (carbohidratos, enzimas, lpidos, protenas). En el citoplasma ocurren reacciones qumicas, metablicas y anablicas. El nucleoide o regin nuclear es la zona donde se halla el material gentico (ADN), no existe membrana nuclear ni aparato mittico y puede considerarse como un cromosoma nico. Algunas bacterias poseen ADN circular extracromosmico que se conoce con el nombre de plsmido. Los ribosomas estn compuestos por ARN y protenas, su funcin es la sntesis de protenas. Los ribosomas de procariontes son menores que los de eucariontes. En el citoplasma se pueden encontrar tambin otras estructuras como los cromatforos, que tienen como funcin la fotosntesis, adems se hallan las sus- tancias de reserva. Existe material de reserva no nitrogenado (glucgeno), nitrogenado (cianoficina), grnulos de volutina y corpsculos de azufre; la mayo- ra se acumula en el citoplasma al finalizar la fase activa de crecimiento. Endospora bacteriana. Solo algunos gneros bacterianos son capaces de producir endospora. El proceso de esporulacin consiste en la modificacin morfolgica de la clula vegetativa en espora, la cual es capaz de sobrevivir largos perodos en condiciones adversas del medio. La endospora contiene toda la informacin gentica de la clula vegetativa. Cuando las condiciones ambien- tales (fsicas, qumicas y nutricionales) que dieron lugar a la formacin de la endospora se reestablecen, ocurre el proceso de "germinacin" que da lugar a la clula vegetativa (tabla 1.2). Divisin celular bacteriana. Las bacterias casi siempre se dividen por fisin binaria o biparticin simple. El cromosoma bacteriano se fija a la membra- na. Al terminar la autoduplicacin del DNA sucede la sntesis de una membrana transversa que separa los 2 cromosomas homlogos, desplazndolos, lo cual esTabla 1.2. Diferencias entre la endospora y la clula vegetativa Endospora Actividad enzimtica Contenido de iones calcio Resistencia al calor Resistencia a radiaciones 8 Baja Alto S (por cido dipicolnico) S Clula vegetativa Alta Bajo No No

y sustancias qumicas Contenido de agua pH citoplasmtico

10-25 % 5,5-6,0

80-90 % 7,0

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seguido por la formacin de una nueva pared celular; la clula que se origina es idntica a la clula madre. Formas de la clula bacteriana y agrupaciones caractersticas. Segn su forma las bacterias se clasifican en: cocos, bacilos y espirilos. Al permanecer unidas temporalmente despus de dividirse, las bacterias pueden formar grupos caractersticos: Cocos: parejas (diplococos), cadenas (estreptococos), racimos (estafilococos), grupos de 4 clulas (ttradas) y grupos de 8 clulas (sarcinas). Bacilos: parejas (diplobacilos), cadenas (estreptobacilos) e hileras paralelas (palizadas). Clasificacin de las bacterias. La taxonoma o clasificacin biolgica es la disposicin sistemtica de los organismos en grupos o categoras. Los nombres cientficos son definiciones abreviadas o descripciones de los microorganismos. Para nombrar las bacterias se emplea el sistema binomial de nomenclatura; el nombre se escribe en latn y est compuesto por 2 palabras: la primera indica el grupo taxonmico de mayor categora (el gnero) y la segunda hace referen- cia a una especie en particular. Toda vez escrito en un texto, el gnero y la especie de un microorganismo al repetirla solo necesita poner la inicial del gne- ro, punto y el nombre de la especie.

MICROORGANISMOS EUCARIONTES. HONGOSPrincipales caractersticas de los hongos. Son organismos formadores de espora, que carecen de clorofila; poseen todas las estructuras de la clula eucariota: mitocondrias, complejo de Golgi, retculo endoplasmtico, ncleo, etc. Algunos son parsitos de animales o plantas; adems son aerobios, aunque bajo determinadas condiciones anaerobias algunos pueden germinar y desarrollarse (ejemplo, las levaduras). Segn su forma de crecimiento se denominan hongos filamentosos o levaduras. Los hongos filamentosos crecen en forma de hifas, esta es la unidad celular de los hongos filamentosos; son estructuras cilndricas parecidas a tubos, filamentosas, rodeadas por una membrana citoplasmtica, presentan esteroles y luego una pared celular formada fundamentalmente por quitina. Los hongos su- periores poseen hifas septadas y los inferiores no septadas, y son multinucleadas. Los septos poseen poros que permiten el paso del contenido citoplasmtico, in- cluyendo el ncleo. A partir de la hifa se forman estructuras diferenciadas que cumplen distintas funciones. Al conjunto de hifas unidas y entrelazadas se les denomina micelio, el cual puede ser reproductivo (donde se encuentran las esporas) o vegetativo (es el que se introduce en el medio de cultivo para absorber los nutrientes). Producen pigmentos y son tenaces, resisten la desecacin severa y otras agresiones. Se consideran los eucariontes ms adaptables.8

Los hongos levaduriformes se distinguen porque son unicelulares y poseen formas diversas, como colonias suaves, cremosas y con pigmentos variados se- gn el gnero y la especie. Algunos son dimorfos pues crecen tanto en la forma filamentosa como en la levaduriforme, lo cual depende de factores como la temperatura a que estn sometidos (25 37 C) y los nutrientes. La reproduccin en hongos puede ser sexual o asexual, generalmente tiene lugar mediante la formacin de esporas. La reproduccin asexual puede ser tambin por gemacin o fragmentacin del talo. La reproduccin sexual es ms compleja, supone la unin de 2 ncleos compatibles, lo que ocurre a travs de 3 procesos: plasmogamia, cariogamia y meiosis. Nutricin microbiana. Los nutrientes son todas las sustancias empleadas por las clulas como fuente de materia prima para la biosntesis y generacin de energa. La nutricin microbiana debe cubrir 2 necesidades bsicas de la clula: el suministro de carbono para el mantenimiento de su composicin y el suministro de energa para la actividad metablica. El agua constituye el nutriente principal en trminos cuantitativos, representa del 80 al 90 % del peso total de la clula. En los microorganismos, los macronutrientes constituyen la mayor parte del peso celular, estos son: C, O2, N, S, H2, P, K y Fe. De los macronutrientes que necesita la clula, el carbono es el ms importante por su peso en la nutricin de todos los organismos, representa el 50 % del peso seco celular; tambin tienen suma importancia el nitrgeno y el azufre. Las funciones del oxgeno son muy variadas, se encuentra formando parte del agua y tambin es requerido en el metabolismo energtico. Para su desarrollo los microorganismos tambin requieren micronutrientes o elementos trazas que se encuentran en un orden menor en la clula: Zn, Mg, Mo, Cu, Co, Ni, etc. Todos los elementos metlicos pueden suministrarse entre los nutrientes como cationes de sales inorgnicas. Las vitaminas tambin son requeridas para el crecimiento. A travs de la pared celular y la membrana citoplasmtica entran a la clula los nutrientes y la energa necesaria, y salen los desechos. Los microorganismos se clasifican desde el punto de vista nutricional segn la fuente de carbono y energa que emplean de la forma siguiente: Fotoauttrofos. Emplean la luz como fuente de energa y el CO2 como princi- pal fuente de carbono. Fotohetertrofos Emplean la luz como fuente de energa y un compuesto orgnico como principal fuente de carbono. Quimiauttrofos. Usan una fuente qumica para el suministro de energa y el CO2 como fuente de carbono. La energa se obtiene por la oxidacin de compuestos inorgnicos reducidos. Quimiohetertrofos. Son aquellos organismos que emplean una fuente qumi- ca de energa y una sustancia orgnica como fuente de carbono. En10

esta categora, tanto el carbono como la energa son derivados del metabolismo de

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un compuesto orgnico, por lo que son precisamente estos los organismos de inters para la microbiologa de los alimentos. Los microorganismos a partir de fuentes de carbono muy simples y sustan- cias minerales son capaces de sintetizar todas las complejas estructuras celula- res que le dan vida. No obstante, existen microorganismo que pierden la facultad de sintetizar determinados metabolitos esenciales, conocidos como factores de crecimiento, ellos son: vitaminas (que se emplean como factores enzimticos), aminocidos (que constituyen las protenas) y enzimas, as como purinas y pirimidinas (precursoras de los cidos nucleicos), que son imprescindible aadir- los al medio de cultivo en muy pequeas concentraciones, para que este tipo de microorganismo pueda desarrollarse. Este fenmeno se conoce como auxotrofa. Por tanto los microorganismos auxtrofos son aquellos que requieren que en su medio de cultivo se incorpore algn factor de crecimiento para que estos se desarrollen; mientras que los organismos prottrofos son capaces de crecer en medios sin requerimientos de factores de crecimiento, estos medios de cultivo son medios mnimos, que solo poseen una fuente de carbono, energa y sales. Ecologa microbiana. Los seres vivos no se conciben sin el medio ambiente, ellos constituyen una unidad esencial. Los microorganismos establecen relaciones ms o menos estrechas con otros microorganismos, o con plantas y animales superiores. Estas relaciones pueden tener causas nutritivofisiolgicas o de tipo ecolgico. La coexistencia de 2 organismos diferentes durante largos perodos de vida se conoce como simbiosis. Para estudiar las relaciones entre los seres vivos se establecen categoras, segn la ubicacin en las cadenas alimentarias. Estas categoras son: Comensalismo. Es la relacin interespecfica, entre especies diferentes, donde un organismo denominado comensal vive en otro sin causarle dao. En esta relacin el beneficio mutuo es menos ostensible, pero no hay perjuicio para ninguno de los organismos participantes. Mutualismo: es la relacin interespecfica que es favorable para ambas especies. Parasitismo. Es la relacin interespecfica en la que un organismo vive a expensas de otro durante toda su vida o parte de ella, provocndoles dao o no, aparente o inaparente. Solo uno de los miembros -el parsito- se beneficia, y el otro organismo se perjudica. Los parsitos pueden ser obligados, cuando no pueden vivir si no es a expensas del husped, o facultativos. Los organismos saprfitos son aquellos que nunca interfieren en el funcio- namiento normal de su hospedero o que no habitan en animales o vegetales vivos. Estos organismos viven normalmente sobre materias inanimadas o sustan- cias orgnicas muertas y en descomposicin.12

Metabolismo microbiano. La capacidad para utilizar y transformar la energa es una de las propiedades fundamentales de los sistemas vivientes. El crecimiento microbiano requiere la formacin de estructuras bioqumicas

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complejas: protenas, cidos nucleicos, polisacridos y lpidos; para ello, es nece- sario tomar nutrientes preformados del medio o sintetizarlo, por lo que se requie- re una fuente de energa; todo este proceso se conoce como metabolismo. El metabolismo da lugar a 2 procesos importantes y opuestos: la generacin de energa y la utilizacin de ella en los procesos de sntesis celular; estos proce- sos se conocen con el nombre de catabolismo o metabolismo degradativo y anabolismo o biosntesis. El anabolismo va dirigido a la sntesis de macromolculas; es un proceso que requiere energa. El catabolismo es el proceso que aporta la energa para la sntesis de macromolculas; esta energa se obtiene usualmente en forma de ATP (adenosn trifosfato). Las funciones del metabolismo energtico en la clula son: Obtencin de energa para los procesos celulares. Energa qumica de los en- laces del sustrato (nutriente) o de la luz absorbida. Conversin de los compuestos nutritivos en precursores de los componentes celulares (formacin de macromolculas). Organizacin de las macromolculas en polmeros: protenas, cidos nucleicos y otros. Formacin y degradacin de las biomolculas necesarias para las funciones especficas de la clula. Catabolismo. La generacin de ATP se produce mediante mecanismos que tienen lugar en la membrana: la fosforilacin al nivel de sustrato y la fosforilacin asociada al transporte de electrones, y estos mecanismos se ponen de manifiesto en los esquemas o modos de metabolismo que emplea la clula microbiana para obtener energa (fermentacin, respiracin y fotosntesis). A los efectos de la microbiologa de los alimentos solo los 2 primeros son de inters. Fermentacin. La fermentacin es el mecanismo ms simple y quizs el ms antiguo desde el punto de vista evolutivo, de los procesos de obtencin de energa. Es el proceso metablico -generador de ATP- en el que tanto donantes como aceptores de electrones son molculas orgnicas. La molcula donante se oxida y la aceptora se reduce. En este esquema de metabolismo tiene lugar un mecanismo que acontece en la membrana, en el que el ATP se forma a partir de ADP (adenosn difosfato) por transferencia de un grupo fosfato PO42- de alta energa a partir de un intermediario catablico, este mecanismo se conoce como fosforilacin al nivel de sustrato. La fermentacin ocurre en ausencia de oxgeno y en ella existe un balance riguroso de carbono, hidrgeno y oxgeno entre los sustratos y los productos. Los grupos de microorganismos que pueden fermentar son los anaerobios estrictos, facultativos y aerotolerantes.14

Respiracin. Es el proceso metablico generador de ATP en el que tanto compuestos orgnicos, como inorgnicos sirven para donar electrones (oxidndose) y solo los inorgnicos se utilizan como aceptores (reducindose). En todo

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proceso respiratorio participa la cadena de transporte electrnico, en esta cadena los compuestos son oxidados y reducidos de forma reversible y en ella el ATP se forma mediante un mecanismo denominado fosforilacin oxidativa. Los microorganismo que pueden emplear compuestos orgnicos como donadores de electrones son los organismos hetertrofos, y los que pueden emplear compuestos inorgnicos como donadores de electrones son las bacterias littrofas o auttrofas. La respiracin puede ser: Aerobia. Cuando el aceptor final de electrones en la cadena respiratoria es el oxgeno. Es la respiracin ms completa, eficiente y evolucionada. Es el pro- ceso que mayor energa permite obtener. Anaerobia. Cuando el aceptor final de electrones es una sustancia oxidada (sulfatos, nitratos y carbonatos). Este proceso respiratorio es caracterstico de un pequeo grupo de bacterias. Atendiendo al proceso respiratorio que realizan los microorganismos, pue- den clasificarse como: Aerobios estrictos. Solo pueden vivir en presencia de oxgeno. Anaerobios facultativos. Microorganismos que pueden generar ATP mediante la fermentacin y la respiracin anaerobia, empleando el in nitrato como aceptor final de electrones. Este tipo de respiracin es importante para las bacterias porque les da la posibilidad de contar con un proceso alternativo ante condicio- nes adversas, que le permite vivir de manera anaerobia. Anaerobios estrictos. Microorganismos que no pueden emplear la respiracin 2aerobia como alternativa para obtener ATP. Emplean SO y CO32- como 4 aceptores de electrones. No sobreviven en presencia de oxgeno, y requieren condiciones especiales de incubacin para lograr cultivos en el laboratorio. Existen microorganismos que necesitan atmsferas constituidas por una mezcla de gases y logran tolerar bajas tensiones de oxgeno, o sea, requieren bajas tensiones de oxgeno para su desarrollo, estos son los llamados microaerfilos. Anabolismo. A partir de diversas vas metablicas los microorganismos sintetizan las macromolculas necesarias para su desarrollo, de este modo se forman los componentes de la pared celular, como el pptidoglicano; tambin sintetizan lipopolisacridos (LPS), caractersticos de bacterias gramnegativas, polmeros capsulares extracelulares, material de reserva y as todos y cada uno de los componentes que necesita la clula. Todas las vas metablicas de produccin de energa tienen la misma funcin comn: la provisin de ATP y nucletidos de piridina reducidos, para realizar las reacciones de la biosntesis celular. El desarrollo microbiano solo

puede en- tenderse como el resultado de una actividad qumica alta y especficamente regulada, que responde al principio de economa celular, para ello, en la clula operan 2 mecanismos diferentes de regulacin: la regulacin inespecfica de la actividad biosinttica y los mecanismos de regulacin rpidos y especficos.

Crecimiento microbiano. En los sistemas biolgicos, el crecimiento es el incremento irreversible en la cantidad de constituyentes celulares y de sus es- tructuras. En los organismos unicelulares el crecimiento se refleja por el aumento de tamao y masa de la clula, con una divisin posterior en 2 clulas hijas y, por tanto, incremento en la poblacin. En los organismos filamentosos se destaca aumento en el volumen y la elongacin de los filamentos. Al inocular un microorganismo en un recipiente cerrado con cantidad fija de medio de cultivo e incubarlo a una temperatura, se aprecian cambios a travs del tiempo, los que han sido estudiados y divididos en fases que caracterizan deter- minados estados morfolgicos y fisiolgicos de la clula, de acuerdo con los factores del medio donde se encuentra (Fig. 1.1).

Fig. 1.1. Fases de la curva tpica de crecimiento microbiano.

En los alimentos ocurren procesos similares, dado que la mayora contienen microorganismos en determinados niveles. Fase I. Fase lag o de latencia. Primera fase del crecimiento. Adaptacin a un medio ambiente con nuevas condiciones, existe cese parcial de las funciones metablicas, formacin de enzimas y metabolitos intermediarios necesarios para la reanimacin del crecimiento. La velocidad especfica de crecimiento es cero. La extensin de esta fase depende del inculo, la edad del cultivo, la composicin del medio y las caractersticas de la cepa utilizada del microorganismo. Fase II. Fase de aceleracin positiva. Las clulas disminuyen de tamao, comienzan a utilizarse las reservas y aparecen nuevas funciones. La velocidad

especfica de crecimiento se incrementa hasta un valor mximo.

Fase III. Fase exponencial o de crecimiento logartmico. Comienza toda vez que el microorganismo ha alcanzado la velocidad especfica de crecimiento mxima y esta se mantiene constante. Esta fase exponencial se caracteriza por elevada actividad fisiolgica; el contenido de ARN alcanza su mximo valor, lo cual determina la intensidad de crecimiento y elevado nivel de la sntesis de protena, adems, tiene lugar la divisin celular, y existe aumento exponencial de la masa. Tambin en esta fase existe un equilibrio de flujo de material. Este proceso se mantiene hasta que se agoten los nutrientes, se acumulen muchas sustancias txicas que inhiban el crecimiento y se manifieste las caractersticas ms impor- tantes de la clula. Fase IV. Fase de aceleracin negativa o crecimiento retardado. Estadio de deficiencia: la concentracin de nutrientes decrece a expensas de una acumulacin del producto, el crecimiento y la divisin disminuyen por efecto de factores externos no favorables (aumento de la temperatura, la presin osmtica, la acu- mulacin de metabolitos txicos, etc.). La concentracin de nutrientes llega a ser tan baja que la velocidad especfica de crecimiento va de mxima a cero. Fase V. Fase estacionaria. Cese completo del crecimiento por agotamiento de nutrientes y acumulo de sustancias txicas. La velocidad especfica de creci- miento es cero. El nmero de microorganismos en la unidad de volumen se muestra existiendo un equilibrio entre la divisin y la muerte, aunque la mayor parte de la poblacin pasa al metabolismo endgeno, es decir, mantiene la viabilidad a ex- pensas del consumo de su propia masa (sustancias de reserva). El agotamiento de los nutrientes, la excrecin de sustancias txicas, el cambio en el pH y en las condiciones xido-reductoras, as como en la concentracin celular, determinan las caractersticas de esta fase. Fase VI. Fase de declinacin o muerte. La velocidad especfica de crecimiento es negativa (muerte). Aumento de la mortalidad, son ms las clulas que mueren que las que nacen, aunque puede persistir un nmero pequeo de sobre- vivientes a expensas de los nutrientes de las que mueren. La clula pierde toda capacidad para los procesos degradativos.

ASPECTOS GENERALES SOBRE EL PROCESO INFECCIOSOEnfermedad es todo cambio o alteracin fisiolgica que puede causar snto- mas o no. La enfermedad infecciosa es aquella alteracin producida por agentes biolgicos microscpicos; es el resultado de una relacin no exitosa entre el pa- rsito y el hospedero. La infeccin implica aparicin de microorganismos en tejidos vivos, viene dada por la presencia y multiplicacin de microorganismos en la superficie o dentro de otro organismo. Comienza con ese primer encuentro en el que se llega a establecer un microorganismo en un macroorganismo. Es una unin al nivel molecular entre 2 componentes: uno celular (receptor) y otro

microbiano (adhesina).

Un agente patgeno es definido como un organismo que tiene elevada potencialidad para causar enfermedad. Los factores que afectan el desenlace final de la relacin hospedero-parsito determinan la salud o la enfermedad. Esta habilidad depende de diversos factores, entre los que se encuentran: la dosis infecciosa y virulencia del parsito, la puerta de entrada y los mecanismos de defensa del hospedero. Existen microorganismos que son patgenos verdaderos y otros son oportu- nistas. Los patgenos verdaderos se sobreponen a las defensas del organismo y producen enfermedad, mientras que los oportunistas son aquellos que solo indu- cen enfermedad cuando los mecanismos de defensa del hospedero estn com- prometidos o debilitados. Algunos miembros de la microbiota normal pueden ser patgenos oportunistas. La patogenicidad es un atributo de las bacterias, dentro de las diferentes cepas de una especie se pueden encontrar amplias variaciones en la habilidad para perjudicar o daar la especie hospedera. Esta patogenicidad relativa se conoce como virulencia. La virulencia es un atributo de cepa y no de especie. En general, cuando una bacteria es ms virulenta la dosis para infectar a un indivi- duo dado es menor. Se conoce que los procesos que intervienen en las relaciones que se establecen entre husped y parsito son muy complejos, y en modo alguno se puede considerar que ellas pueden ser unilaterales.

FACTORES DE VIRULENCIA O ATRIBUTOS PATOGNICOSLos factores de virulencia o atributos de patogenicidad son mecanismos que los microorganismos han desarrollado para evadir o engaar las defensas protectoras de los organismos superiores. Muchos microorganismos deben su virulencia a una interaccin compleja de diferentes factores patognicos y no a un solo mecanismo. Algunos de estos atributos son tratados en este captulo de forma abreviada, atendiendo a aquellos mecanismos que participan en la primera parte del proceso infeccioso: adherencia, colonizacin e invasin y los que participan en la segunda parte del proceso infeccioso provocando el dao. Adhesinas. Las adhesinas, como las fimbrias o pili, participan en la prime- ra parte del proceso infeccioso propiciando la adherencia. Por lo general, todas las enfermedades infecciosas comienzan en la superficie del husped. La adherencia es una relacin que se establece al nivel molecular, donde participan las adhesinas del patgeno y los receptores del hospedero. Ad- hesin equivale a fijacin, es el proceso mediante el cual la bacteria se "pega" a la superficie de las clulas del husped. La unin de las adhesinas y los recepto- res es un estrecho y especfico modo llave-cerradura. Cpsula. La cpsula evita la fagocitosis y dificulta el reconocimiento de la bacteria por el sistema inmunolgico del husped, por lo tanto este es un meca- nismo que favorece la diseminacin bacteriana en el proceso de

infeccin.

Siderforos. La produccin de siderforos permite a la bacteria extraer el hierro que se encuentra en protenas como la lactoferrina y la transferrina, para hacerlo asequible al microorganismo.

OTROS FACTORES DE VIRULENCIA ASOCIADOS CON LA INVASIVIDADLa pared celular de algunas bacterias contiene cantidades importantes de determinados compuestos que inhiben la fusin del fagosoma-lisosoma; otros mecanismos que evitan esta unin tambin han sido expuestos, aunque no han sido demostrados de manera convincente para la mayora de los microorganismos. Se ha visto que la exposicin a los grnulos hidrolticos lisosomales puede ser evitada por inhibicin de la fusin del lisosoma con el fagosoma. Existen microorganismos que adems pueden ser capaces de resistir las acciones antimicrobianas de las enzimas fagolisosmicas. Estos mecanismos pueden hacer que el organismo sea resistente a la muerte en el fagolisosoma. Otro mecanismo empleado es la destruccin de las clulas fagocticas, el que est asociado con la produccin de toxinas. Toxinas y enzimas. La produccin de toxinas y enzimas por parte de un patgeno en un hospedero implica daos. Las toxinas microbianas se clasifican como exotoxinas y endotoxinas. Las exotoxinas se producen durante el metabolismo de las bacterias y son secretadas al ambiente que las rodea. Se originan por las bacterias grampositivas y en ocasiones por las gramnegativas; son protenas inmunognicas; ejercen su accin por destruccin de componentes celulares especficos o interferencia de funciones celulares especficas. Las exotoxinas se pueden clasificar segn las clulas que afectan, por ejem- plo: las neurotoxinas como la botulnica que ejercen su accin primaria sobre el sistema nervioso, y las enterotoxinas como las producidas por Staphylococcus aureus, afectan el enterocito (tabla 1.3). Tambin, en dependencia de la estructura y accin se consideran como: citotoxinas (hemolisinas, fosfolipasas) y superantgeno. Las citotoxinas atacan la membrana celular. Las hemolisinas poseen accin ltica sobre los eritrocitos de los mamferos, y las fosofolipasas separan el grupo cabecera de los fosfolpidos del resto de la estructura de la membrana celular; hacen inestable la estructura bicapa de la membrana y la clula se rompe. Los superantgenos ejercen su accin directamente entre el complejo prin- cipal de histocompatibilidad (MHC) de clase 2 y los receptores celulares espec- ficos, por lo que se liberan citoquinas, apareciendo el dao celular. La toxina A del Staphylococcus es considerada un superantgeno. Las endotoxinas forman el componente LPS de la membrana externa de las bacterias gramnegativas y son liberadas en grandes cantidades solo cuando la clula se lisa. La toxicidad de las endotoxinas radica en el lpido A (responsable de todos los efectos que se producen por microorganismos

gramnegativos). La endotoxina es el iniciador primario en el shock sptico por bacterias gramnegativas.

Tabla 1.3. Caractersticas que diferencian a endotoxinas y exotoxinas Propiedades Fuente bacteriana Endotoxinas Solo gramnegativas. Para mostrar actividad biolgica no es necesaria su liberacin LPS de la membrana externa. Se libera cuando la clula muere Lpido de la membrana externa (LPS) Estable No son convertidas a toxoide Generales (fiebre,dolores, hipotensin) Pequea Exotoxinas Grampositvas, ocasionalmente por gramnegativas. Excretada por clulas vivas Producto crecimiento Protena Casi siempre inestable Muy antignicas. Toxoide (antitoxina) Afecta funciones celulares Elevada metablico del

Relacin con el microorganismo Qumica Estabilidad al calor Inmunologa Efectos Dosis letal

La invasin bacteriana de los tejidos es facilitada con frecuencia por la liberacin de enzimas, entre ellas se encuentran las hialuronidasa, coagulasa, colagenasa, lecitinasa, leucocidinas, etc.

AGENTES ANTIMICROBIANOS Y DESINFECTANTESLos antimicrobianos son compuestos que tienen accin contra los microorganismos, pueden ser de origen microbiano o qumico. Algunas definiciones que deben ser conocidas en relacin con el tema son las siguientes: Sepsis. Presencia de microorganismos perjudiciales en el tejido vivo. Asepsia. Ausencia de microorganismos patgenos. Es en sentido estricto la ausencia de grmenes infecciosos en tejidos vivos. Bactericida. Que tiene la propiedad de matar las bacterias. Se dice de cualquier agente que destruye las bacterias patgenas o no, aunque no siempre sus esporas; es una accin irreversible. El sufijo -cida- significa exterminador. Bacteriosttico. Que tiene la propiedad de inhibir la multiplicacin bacteriana, esta se reanuda en cuanto se retira el agente. Los agentes bacteriostticos son sustancias o condiciones que no destruyen inmediatamente las bacterias, inhiben su multiplicacin de modo que mueren solo despus de algn tiempo sin un aumento importante de su nmero. Stasis es una palabra griega que significa detencin. Estril. Exento de vida de cualquier clase. Dado el criterio de muerte para los microorganismos, incapacidad para reproducirse. Desinfectante. Agente qumico capaz de destruir los microorganismos, en el caso de las bacterias su forma vegetativa, no necesariamente sus esporas, disminuye estas a niveles mnimos. La mayora de los desinfectantes son

txicos

o perjudiciales a los tejidos y no pueden ser empleados como antispticos. Su accin bactericida est determinada por la concentracin, tiempo y temperatura a la que son aplicados. Higienizante. Cualquier agente que reduzca el recuento bacteriano a niveles inocuos en el aspecto de las necesidades sanitarias. Suelen aplicarse a objetos inanimados como utensilios, pisos, paredes y mesetas. Antisptico. Son sustancias que destruyen o inhiben microorganismos especialmente en el cuerpo. Los antispticos poseen poca toxicidad selectiva, por lo que solo pueden ser usados para inactivar microorganismos en el medio inani- mado o hasta cierto grado sobre la superficie cutnea. Antibiticos. Compuestos producidos por bacterias u hongos, capaces de impedir la presencia de otros microorganismos, ya sea porque inhiben el crecimiento o porque logran eventualmente destruirlos. En la actualidad el hombre ha logrado variar la estructura de estos compuestos para mejorar sus caractersti- cas, creando as antibiticos sintticos.

BIBLIOGRAFAHoward, B.J. (1993). Clinical and pathogenic microbiology. 2nd. edition. St Louis. Mosby. Jawetz, J.L.; Melnick, E.; E.A. Adelberg. (1996). Microbiologa mdica. Mxico, D.F. Ed. El Manual Moderno, S.A. de C.V., 15ta edicin. Joklik, W.K.; Willett H.P.; D.B. Amos Zinsser (1983). Microbiologa. 17ma edicin. Llop; Valds-Dapena; Zuazo (2001). Microbiologa y parasitologa mdica. La Habana Ed. Cien- cias Mdicas. Martnez, J.A.; Snchez, M.; Quintana, V.; G. Pazos del Barrio (1989). Microbiologa general. La Habana, Pueblo y educacin. Rojas, N.; Pazos, V.; O. Coto (1988). Microbiologa clnica I. La Habana. Ministerio de Educacin Superior. Salle. (1976). Bacteriologa. Cap. XVII. Desinfeccin y desinfectantes.

CAPTULO 2

Control microbiolgico de los alimentosVirginia Leyva Castillo, Tamara K. Martino Zagovalov y Yamila Puig Pea

Los microorganismos se utilizan para obtener gran variedad de alimentos, son causa de su deterioro y pueden provocar enfermedad en el hombre. Producir, distribuir y consumir alimentos con buena calidad sanitaria (crudos o prepara- dos), para el consumo inmediato o procesado, forma parte de los intereses de cualquier comunidad. La satisfaccin de este objetivo est en relacin directa con el desarrollo social, econmico y cultural de un pas. Diversas circunstancias han hecho necesario el control microbiolgico de los alimentos, tales como: el aumento del comercio internacional de estos productos, el posible riesgo derivado del empleo de nuevas tcnicas en su produccin en masa, su rpida y amplia distribucin y el consumo en algunas reas o pases de alimentos procedentes de zonas en las que son prevalentes las enfermedades entricas. La presencia de microorganismos en los alimentos no significa necesariamente un peligro para el consumidor o una calidad inferior de estos productos. Si se excepta el nmero reducido de productos esterilizados, cada bocado de ali- mentos contiene levaduras inocuas, mohos, bacterias y otros microorganismos. La mayor parte de los alimentos se convierte potencialmente en patgenos para el consumidor, despus que han sido violados los principios de higiene, limpieza y desinfeccin durante el proceso de elaboracin, transporte y conservacin. Si los alimentos han estado sometidos a condiciones favorables para la entrada y/o multiplicacin de agentes infecciosos o toxignicos, los mismos pueden constituir un vehculo de trasmisin de enfermedades, como salmonelosis o la intoxicacin estafiloccica. La deficiente calidad sanitaria de los alimentos se traduce en daos de variada naturaleza para las poblaciones implicadas. Los daos incluyen aparicin de enfermedades, gastos de atencin mdica, deterioro de la calidad de vida, prdidas econmicas por deterioro de los alimentos, dao al turismo y causa de muerte. Segn la Organizacin Mundial de la Salud, las enfermedades trasmiti- das por alimentos (ETA) constituyen el problema de salud pblica ms extendido en el mundo actual.20

MICROBIOLOGA DE LOS ALIMENTOS Y SU RELACIN CON OTRAS RAMASLa microbiologa de los alimentos es la rama de la microbiologa que se ocupa entre otros aspectos del estudio de los microorganismos que pueden afec- tar la calidad sanitaria de los alimentos y el agua. El rea de la microbiologa de los alimentos es basta y compleja, pues incluye adems las caractersticas gene- rales de estos microorganismos, su ecologa, su resistencia al medioambiente, su capacidad para sobrevivir y desarrollarse en los alimentos, las consecuencias de este desarrollo y los factores que influyen en este proceso. La microbiologa de los alimentos se relaciona con la microbiologa mdica, la veterinaria, la virologa, la parasitologa, la gentica, la bioqumica, la tecnologa de los alimentos y la epidemiologa. Es importante en el diseo y aplicacin del sistema de anlisis de peligro y puntos crticos de control, esencial para garanti- zar la inocuidad de los alimentos, en el estudio de brotes de enfermedades aso- ciadas con el consumo de alimentos, en el diseo y evaluacin de tcnicas modernas de anlisis, en el estudio de los procesos que tienen lugar durante el deterioro de los alimentos y en la fabricacin de aquellos que hacen uso de microorganismos.

CONCEPTOS BSICOS PARA LA DISCIPLINA MICROBIOLOGA DE LOS ALIMENTOSSalud. Es el estado o completo estado de bienestar fsico, mental y social, no solo la ausencia de enfermedad. Alimento sano o alimento con buena calidad sanitaria. Implica no solo ausencia de microorganismos patgenos y/o sus toxinas, sino el registro de caractersticas organolpticas que proporcionen plena satisfaccin al ser consumi- do. Esto significa que en el proceso de control sanitario de los alimentos hay que plantearse acciones que no solo tiendan a lograr productos libres de tales agen- tes, sino tambin que los alimentos deben cumplir determinados requisitos para que puedan llegar a la poblacin: frescos, atractivos, sabrosos, digestivos y con capacidad nutricional al mximo nivel. Calidad. Grado de excelencia que posee un producto, es decir, cuan bueno es para cumplir su finalidad. Calidad sanitaria. En este sentido la definicin de calidad sanitaria se en- cuentra directamente relacionada con el concepto de salud. Muestra. Porcin o artculo que representa la calidad del todo del que ha sido tomado. Alimento perecedero. Alimento cuya vida til es corta y que necesita refrigeracin para su conservacin. Alimento semielaborado. Alimento que ha recibido tratamiento trmico o no en su elaboracin y que necesita coccin para su consumo. Conserva. Alimento que se introduce en recipiente hermticamente cerra- do y es sometido a un proceso de esterilizacin que asegura una vida til desde 621

meses hasta varios aos, que depende del tipo de alimento y la intensidad del tratamiento trmico aplicado.

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Semiconservas. Alimentos parcialmente estabilizados por la adicin de sustancias qumicas, envasados en recipientes inalterables, impermeables al agua, gases y microorganismos; estos alimentos casi siempre requieren almacenamiento a bajas temperaturas. Son productos establecidos para un tiempo limitado.

INCIDENCIA Y TIPOS DE MICROORGANISMOS EN LOS ALIMENTOSEn los alimentos existe gran diversidad de microorganismos. En general, el nmero y tipo de microorganismos en un producto alimenticio terminado estn influenciados por: El medio ambiente general del cual fue obtenido el alimento. La calidad microbiolgica del alimento en su estado fresco o antes de ser tratado. Las condiciones higinicas bajo las cuales el alimento fue manipulado y tratado. La adecuacin de las posteriores condiciones de envasado, manipulacin y almacenamiento para mantener la microbiota en un bajo nivel. A la hora de producir alimentos comerciales de buena calidad es importante mantener los microorganismos en bajo nivel por razones estticas, de salud pblica y de vida til. Existen 3 grandes grupos de microorganismos que constituyen el campo de accin de la microbiologa sanitaria: Los que afectan las caractersticas organolpticas de los alimentos. Los que se agrupan al margen de las lneas taxonmicas, en funcin de deter- minadas caractersticas morfolgicas, fisiolgicas y ecolgicas. Los que afectan la salud del consumidor y estn en estrecha relacin con la microbiologa mdica. De ah que el control microbiolgico de los alimentos, en relacin directa con los grupos antes mencionados, est dirigido a la investigacin de: Microorganismos alteradores. Microorganismos indicadores. Microorganismos patgenos y/o sus toxinas. La actividad microbiana es el principal mecanismo que produce alteracin en la apariencia de un alimento, en cuanto a frecuencia e intensidad. El deterioro de los alimentos es desde luego, como la presencia de microorganismos patgenos, una condicin indeseable, que puede ser detectada por el consumidor frente al alimento, por lo que puede decidir si lo acepta o no. La presencia de los agentes patgenos en contraste, no suele acompaarse de cambios sensoriales objetables; mientras menor sea la incidencia de microorganismos deterioradores en activo, mayor riesgo de que una23

colonizacin concurrente por patgenos pase inadvertida, situacin evidente de riesgo mayor.

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La regla general es que la colonizacin de un alimento por bacterias patgenas no se traduce en cambios sensoriales adversos, lo cual significa que no evolucio- nan con deterioro del alimento. Los principales grupos de microorganismos alteradores estn formados por: Grmenes psicrfilos. Microorganismos capaces de desarrollarse a bajas tem- peraturas, como las temperaturas de refrigeracin de los alimentos. Grmenes termfilos. Los que crecen a temperaturas elevadas. Grmenes halfilos. Los que afectan alimentos con elevado contenido de sal. Grmenes lipolticos. Capaces de degradar los compuestos de origen lipdico que se encuentran en los alimentos. Grmenes acidfilos. Microorganismos que crecen en alimentos con pH bajo.

MICROORGANISMOS INDICADORES DE LA CALIDAD SANITARIADesde que en 1882 Schardinger determin la calidad sanitaria segn la presencia del que hoy conocemos como Escherichia coli, en lugar de hacerlo segn Salmonella typhi, los microorganismos indicadores han sido de gran utilidad. Se hace una amplia utilizacin de grupos o especies de microorganismos cuya enumeracin o recuento se realiza con mayor facilidad y su presencia en los alimentos en determinado nmero indica que estos productos estuvieron ex- puestos a condiciones que pudieran haber introducido organismos peligrosos y/o permitido la multiplicacin de especies infecciosas y/o toxignicas. Los grupos o especies utilizados con estos fines se denominan microorganismos indicadores, y sirven para evaluar tanto la seguridad que ofre- cen los alimentos en cuanto a microorganismos y sus toxinas, como su calidad microbiolgica. Los microorganismos indicadores habitualmente no responden a criterios de agrupacin taxonmica, se definen ms bien en funcin de determi- nadas caractersticas ecolgicas y fisiolgicas que apoyan o justifican el valor aplicativo que se les intenta conferir. El principal objetivo de la utilizacin de microorganismos como indicadores de prcticas no sanitarias es revelar defecto de tratamiento que llevan consigo un peligro potencial, que no est necesariamente presente en la muestra particu- lar examinada, pero es probable que pueda encontrarse en muestras paralelas. La metodologa del examen de los alimentos para detectar microorganismos indicadores y bacterias enteropatgenas ha sido revisada por varios investigado- res, con la finalidad de ayudar a las diferentes organizaciones que se dedican a elaborar los procedimientos para el estudio microbiolgico de los alimentos. Los indicadores de calidad sanitaria ms utilizados son las determinaciones de: Microorganismos a 30 C.25

Coliformes Coliformes fecales (termotolerantes). Escherichia coli. Hongos filamentosos. Levaduras viables.

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Enterobacterias totales. Determinacin de enterococos o estreptococos fecales.

M ICROORGANISMOS

INDICADORES

Microorganismos a 30 C. Comnmente este indicador es conocido como microorganismos aerobios mesfilos, trmino an empleado por algunos autores, pero tomando en cuenta los criterios de las Normas ISO (Internacional Stan- dard Operation), por las cuales se rigen los microbilogos de alimentos de nues- tro pas, esta nueva denominacin de microorganismos a 30 C es la que se emplea en el texto. Los microorganismos que forman parte de este grupo son muy heterogneos, cualidad derivada de la propia definicin del grupo. Se incluyen en l todas las bacterias, mohos y levaduras que en aerobiosis muestran capacidad para formar colonias visibles, bajo las condiciones en las cuales se ejecuta el ensayo con crecimiento a temperatura ptima para los mesfilos. Es evidente que en una situacin particular podran quedar incluidos microorganismos patgenos. La mayora de los alimentos industrializados y/o listos para el consumo (excepto, por ejemplo, los productos fermentados) deben ser considerados como indeseables para el consumo, cuando tienen gran nmero de microorganismos, aun cuando estos microorganismos no sean conocidos como patgenos y no hayan alterado de forma apreciable los caracteres organolpticos del alimento. Pueden darse varias razones que justifiquen esta conducta. La interpretacin de los recuentos elevados segn el tipo de alimento es la siguiente: En productos estables: indica materia prima contaminada. Tratamientos no satisfactorios desde el punto de vista sanitario. En productos perecederos: indica adems condiciones inadecuadas de tiempo y temperatura durante el almacenamiento. Significa que pueden haberse dado condiciones favorables para la multiplica- cin de microorganismos patgenos de origen humano o animal. Algunas cepas de bacterias mesfilas comunes, no generalmente consideradas como agentes de enfermedades trasmitidas por los alimentos (Proteus, Enterococos y Pseudomonas mesfilas) han sido sealadas como causa de enfermedad cuando existan en nmero elevado de clulas viables. Todas las bacterias patgenas conocidas en los alimentos son mesfilas y en algunos casos contribuyen con su presencia a los recuentos en placas encontrados. El mtodo de deteccin comnmente empleado para la determinacin de este indicador es el de recuento estndar en placa vertida. En general se utiliza un medio de cultivo rico en nutrientes sin sustancias inhibidoras ni indicadores; el medio ms utilizado en todo el mundo es el agar para recuento en placa o agar triptona-glucosa-extracto de levadura. Las colonias obtenidas en el medio slido se cuentan despus de la incubacin en aerobiosis a 30 C durante 72 h.

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Organismos coliformes. Por razones prcticas se mantienen agrupadas bajo la denominacin de grupo coliforme, principalmente, las especies de los gneros Escherichia, Klebsiella, Enterobacter y Citrobacter, y otras especies de enterobacterias que sean capaces de fermentar la lactosa con produccin de gas. Se definen como bacilos gramnegativos no formadores de esporas, aerobios o facultativamente anaerobios, que fermentan la lactosa con formacin de gas dentro de las 48 h a 35 C, algunas fermentan la lactosa lentamente. Los organismos coliformes son el grupo indicador con mayor tradicin en microbiologa sanitaria. Se trata de una definicin totalmente convencional sin validez taxonmica, que pretende involucrar bacterias de hbitat tpicamente in- testinal, si bien existen microorganismos que satisfacen la definicin y que con frecuencia se localizan en ambientes extraintestinales. Su hbitat natural es el contenido intestinal del hombre y animales superio- res. En la materia fecal alcanzan cifras de 106 a 109 ufc/g. Debido a su capacidad de sobrevivencia y a su potencial para desarrollarse en la materia orgnica, pue- den recuperarse de una diversidad de sustratos extraintestinales. Los alimentos no son la excepcin y el hallazgo de coliformes puede estar determinado por contaminacin seguida o no de activo desarrollo. Con excepcin de E. coli ninguno de ellos indican contaminacin fecal, ya que pueden encontrarse en el suelo, los vegetales y tener acceso a los alimentos. Los coliformes se encuentran en todas partes de las plantas (hojas, races y flores). El gnero Klebsiella predomina en muestras obtenidas de medios fores- tales y de productos frescos de granja. La mayora de las hortalizas frescas examinadas presentan niveles de coliformes de 106 a 107/g; tambin se pueden encontrar en las cscaras de huevos recin puestos y pueden penetrar a travs de los poros si la superficie de ella est daada. Estos microorganismos suelen encontrarse en la leche fresca por contaminacin de los conductos lactforos, debido al pienso o estircol; pueden estar presentes en las plumas de las aves de corral y en la piel, pezuas y pelos de otros animales. Los mariscos que crecen en zonas contaminadas concentran los microorganismos de tal modo, que se contaminan con niveles ms elevados que los que estn presentes en el agua. Pueden indicar en productos procesados falta de higiene en la fabricacin, procesamiento inadecuado, contaminacin posproceso, etc. Adems un nmero elevado puede indicar posible presencia de algunos patgenos. Los coliformes son bastante resistentes en condiciones naturales y soportan la desecacin, aunque no resisten bien los rigores del frigorfico o de la crioconservacin, son inactivados por tratamientos trmicos relativamente moderados, como la pasteurizacin. La luz ultravioleta, en las condiciones emplea- das en la desinfeccin del agua, inactiva a los coliformes. Los germicidas como los yodforos y los compuestos clorados tambin son letales a las concentracio- nes usuales en las plantas procesadoras de alimentos. Se han utilizado muchos mtodos para detectar coliformes, la fermentacin de la lactosa es el primer paso en su identificacin. Hay un

mtodo que consiste

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en el uso del nmero ms probable (NMP), esta es una tcnica laboriosa, lenta y requiere mayor volumen de material de laboratorio, pero es mucho ms sensible, muy utilizada en el estudio de agua potable y de alimentos, tales como mariscos y pescados. Adems, es muy apropiada para detectar clulas fisiolgicamente daadas que con frecuencia estn en los alimentos procesados. La mayora de las investigaciones realizadas en alimentos sobre coliformes se practican mediante el mtodo de placa vertida en agar bilis rojovioleta, el cual es ms rpido, econmico y reproducible que el NMP, aunque no permite la recuperacin directa de bacterias daadas fisiolgicamente, ni la deteccin de concentraciones bajas del producto. Otro mtodo empleado para la determina- cin de coliformes es el de filtracin por membrana, fundamentalmente emplea- do en anlisis de aguas. Coliformes fecales (termotolerantes). En 1904 Ejikman descubri que los coliformes presuntivos de contaminacin fecal producen gas en un medio de glucosa incubado a 46 C, mientras que los no fecales no lo hacen. El trmino surgi como un intento de encontrar mtodos rpidos y confiables, para demos- trar la presencia de E. coli y variantes muy relacionadas, sin necesidad de puri- ficar los cultivos obtenidos en las pruebas para coniformes, o de aplicar las relativamente costosas pruebas confirmatorias. Este grupo se refiere a aquellos coliformes que tienen capacidad para fermentar la lactosa con produccin de gas a temperaturas de 44 a 45 C; excepto este sealamiento, los coliformes fecales se identifican con el resto de los coliformes en relacin con su resistencia al medio ambiente, agentes qumicos y factores que favorecen o impiden su desarrollo. En los ltimos aos se considera que el trmino coliformes fecales debe sustituirse por coliformes termotolerantes, ya que el calificativo fecal subraya un origen y por tanto implicaciones que estn lejos de sustentarse en la realidad. Para el recuento de este grupo se requiere un control muy riguroso de la temperatura de incubacin, generalmente bao Mara de precisin con lmites de variacin no mayores de 0,2 C. La tcnica para su recuento casi siempre es el NMP a una temperatura de incubacin de 44,5 0,2 C. El NMP se computariza en tablas correspondientes de la forma indicada para los coliformes totales. Los mtodos de filtracin por membrana tambin pueden emplearse en este caso. Escherichia coli. Es el representante genuino de origen fecal, ya que es el indicador ms confiable de contaminacin fecal en alimentos. E. coli es un germen cuyo hbitat natural es al tracto entrico del hombre y de los animales de sangre caliente, por ello la presencia de este microorganismo en un alimento indica, casi siempre, contaminacin directa o indirecta de origen fecal. Es el indicador clsico de posible presencia de patgenos entricos en el agua, en los moluscos, en los productos lcteos y en otros alimentos. Cifras elevadas de E. coli en un alimento sugieren falta de limpieza en su manipulacin y almacenamiento inadecuado.30

Los mtodos de deteccin son muy parecidos a los que se utilizan en la determinacin de coliformes fecales y en ocasiones los mismos (NMP, placa

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vertida, filtracin por membrana), en la actualidad se estn utilizando mucho en pases desarrollados los mtodos cromognicos y fluorognicos. Los recobrados de E. coli de los mtodos convencionales requieren confirmacin bioqumica de las cepas aisladas. Enterobacterias totales. Muchos pases han introducido el anlisis de los alimentos que han recibido un tratamiento para asegurar su inocuidad, mediante una prueba que determina la familia de las Enterobacteriaceae (o sea, los tipos lactosa positivas y lactosa negativas). Es capaz de identificar microorganismos que no estn incluidos dentro del grupo de coliformes. Este se utiliza principal- mente en Europa, no es muy usado en Amrica Latina y el Caribe; las razones por las cuales algunos laboratorios prefieren este indicador son las siguientes: Las bacterias "coliformes" o del grupo coliaergenes constituyen un grupo mal definido desde el punto de vista taxonmico. Una prueba solo para las bacterias lactosa positivas puede implicar resultados falsamente seguros, en el caso en los que predominan las lactosa negativas (Salmonella, Shigella, E. coli, etc.). Para su deteccin se utiliza casi siempre el mtodo de placa vertida con medio de agar rojo violeta bilis ms glucosa, ya que el fundamento de aislamiento de las Enterobacterias est dado por la fermentacin de la glucosa en el medio de cultivo a 37 C durante 24 h; las colonias presuntivas se confirmarn mediante la prueba de la oxidasa y la oxifermentacin de la glucosa (utilizacin de la glucosa en condiciones de aerobiosis y anaerobiosis). En nuestro pas est probado por investigaciones realizadas que el indicador coliformes totales cumple con las expectativas para evaluar la calidad sanita- ria de los alimentos de mayor consumo, por lo que es el indicador utilizado en la actualidad en los programas de vigilancia nacionales en lugar del indicador Enterobacterias. Enterococos. Designaciones como estreptococos fecales y estreptococos del grupo D de Lancenfield se emplearon como sinnimos de Enterococos. Las bacterias de este grupo consisten en clulas esfricas u ovoides, dispuestas en pares o cadenas cortas. La determinacin cuantitativa de Enterococos es bastante discutida, pues actualmente ha perdido vigencia como indicador de contaminacin fecal, ya que adems de encontrarse en las heces de mamferos, tambin se encuentran am- pliamente distribuidos en la naturaleza; son muy resistentes al calor, a la deseca- cin, a las bajas temperaturas, as como a los detergentes y desinfectantes. Su uso como indicador deber limitarse a situaciones en las que se sepa que son manifestaciones de polucin fecal, por ejemplo en las aguas de piscinas. A pesar de las limitaciones y las incertidumbres apuntadas, la presencia de gran nmero de enterococos en los alimentos, excepto en los fermentados por cepas especficas de estos microorganismos, implica prcticas inadecuadas

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de higiene o exposicin del alimento a condiciones que pudieran haber permitido la multiplicacin de estas bacterias.

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Los medios de cultivo para la deteccin de los Enterococos se basan en la tolerancia relativa a condiciones adversas utilizando compuestos qumicos como la azida de sodio para inhibir otros gneros de bacterias, casi siempre se utilizan mtodos de recuentos probables o NMP; tambin se puede aplicar el mtodo de placa vertida con el uso de medios diseados especficamente para este grupo. Hongos filamentosos y levaduras. Las levaduras y los hongos filamentosos crecen con ms lentitud que las bacterias en los alimentos no cidos que conser- van humedad, y por ello pocas veces determinan problemas en tales alimentos. Sin embargo, en los alimentos cidos y en los de baja actividad acuosa, crecen con mayor rapidez que las bacterias. En general este indicador se usa en productos no perecederos que se someten a almacenamiento largo, como en productos deshidratados cuando el almacenamiento se realiza en condiciones inadecuadas. La presencia de hongos filamentosos, adems, representa un peligro potencial dada la capacidad de pro- duccin de micotoxina por algunas especies. Algunos hongos filamentosos muestran especial resistencia al calor debido a las esporas que producen. La expresin de desarrollo de las levaduras en los alimentos se distingue del observado por los hongos filamentosos, mientras las primeras pueden proliferar en la masa interna del alimento (slido como los que- sos, o lquidos como los jugos de frutas), los hongos filamentosos se limitan de ordinario a las superficies, visiblemente distintivos sin necesidad de aumento alguno. Para su determinacin casi siempre se utiliza el mtodo de placa vertida, se pueden emplear medios acidificados para inhibir el crecimiento microbiano o la adicin de un antibitico al medio de cultivo, la temperatura de incubacin es 25 C durante 5 das.

BIBLIOGRAFAAli, F.S.; F.O. Van Duyne (1981). Microbial quality oh ground beef alter simulated freezer failure. J Food Prot 44: 62-65. Fernndez Escardn, E. (2000). Microbiologa e inocuidad de los alimentos. Universidad Autnoma de Quertaro. Mxico. Frazier, W.C.; D.C. Westhoff (1993). Microbiologa de los alimentos. 4ta ed. S.A. Zaragoza, Espaa. Ed. Acribia. International Commission on Microbiological Specifications for Foods (2000). Microorganismos de los alimentos. Tcnicas de anlisis microbiolgico. Zaragoza, Espaa. Vol. 1. Edit. Acribia, S.A. XIII, 3-14. Ministerio de Salud. Instituto de Salud Pblica de Chile (1998). Subdepartamento Laboratorios del Ambiente. Manual de tcnicas microbiolgicas para alimentos y aguas. NC ISO 4831 (2002). Microbiologa de alimentos de consumo humano y animal. Gua general para la enumeracin de coniformes. Tcnica del nmero ms probable. NC ISO 4832 (2002). Microbiologa de alimentos de consumo humano y animal. Gua general para la enumeracin de coniformes. Tcnica de placa vertida. NC ISO 4833 (2002). Microbiologa para alimentos de consumo humano y animal. Gua general para el conteo de microorganismos Mtodo para la enumeracin de colonias obtenidas a 30 C. Tcnica de placa vertida.

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NC ISO 7954 (2002). Microbiologa de alimentos de consumo humano y animal. Gua general para la enumeracin de levaduras y mohos. Tcnica de placa vertida a 25C. Roberts, D.; Hooper, W.; M. Greenwood (2000). Microbiologa de los alimentos. Zaragoza, Espaa. Ed. Acribia, S.A.

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CAPTULO 3

Principales bacterias patgenas en alimentosTamara K. Martino Zagovalov, Virginia Leyva Castillo y Yamila Puig Pea

Los trastornos gastrointestinales debido a la ingestin de alimentos pueden obedecer a diversas causas, por ejemplo: la ingestin de excesiva cantidad de alimentos, alergias, carencias nutritivas, verdaderos envenenamientos qumicos, por plantas o animales txicos, toxinas bacterianas e infecciones por microorganismos. Las enfermedades trasmitidas por los alimentos (ETA) de ori- gen bacteriano son las que con mayor frecuencia se reportan a nivel mundial. El perfil de las causas microbianas de las ETA muestra en la actualidad matices muy singulares. La lista de patgenos se ha incrementado notablemente. En algunos casos se trata de microorganismos recientemente descubiertos, en otros, son microorganismos que perdieron vigencia de acuerdo con los reportes epidemiolgicos, pero han resurgido y se informan cada vez con mayor frecuen- cia, denominados microorganismos emergentes y reemergentes. Estos patgenos incluyen los virus tipo Norwalk, Campylobacter jejuni, E. coli O157:H7, Listeria monocytogenes, Vibrio vulnificus, Vibrio cholera y Yersinia enterocolitica, Vibrio parahemolyticus, Cryptosporidium parvum, Cyclospora cayetanensis e Isospora belli. Algunos factores tienen una participacin muy evidente en ese incremento, por ejemplo, cambios genticos que se traducen en el incremento de la virulen- cia, nuevos patrones en los hbitos y costumbres alimentarias de la poblacin, cambios en los sistemas y las tecnologas aplicadas en la produccin y distribu- cin de los alimentos, entre otras.

CLASIFICACIN DE LAS ENFERMEDADES ALIMENTARIASNormalmente, el trmino intoxicacin alimentaria, aplicado a enfermedades producidas por el consumo de alimentos contaminados por microorganismos, es utilizado en un sentido muy amplio, sin tener en cuenta que ese trmino solo debe ser empleado para referirse a las enfermedades producidas por la ingestin de toxinas elaboradas por los microorganismos, y no para referirse a aquellas otras debido a la infeccin del hospedero a travs del tracto intestinal. Las enfermedades alimentarias se subdividen en intoxicaciones alimentarias como consecuencia de envenenamiento qumico o por la ingestin de toxina, la cual se puede encontrar de forma natural en determinadas plantas o animales;29

tambin pueden ser un producto de naturaleza txica que ha sido excretada o preformada por el microorganismo en el alimento. Segn esta clasificacin exis- ten 2 tipos principales de intoxicaciones alimentarias producidas por bacterias: el botulismo, originado por la presencia en los alimentos de la toxina producida por Clostridium botulinum, y la intoxicacin estafiloccica, originada por una toxina producida en los alimentos debida al Staphylococcus aureus. Las bacterias que causan enfermedades gastroentricas, diferentes a la intoxicacin alimentaria, la producen por 2 mecanismos patognicos distintos: Elaboracin de enterotoxinas en la luz intestinal (mecanismo enterotoxignico). Penetracin a travs de la capa epitelial de la pared intestinal (mecanismo invasivo). En algunas infecciones, las bacterias actan por ambos mecanismos y en otras solo por uno de ellos. Los sntomas clnicos del clera son debidos exclusi- vamente a una enterotoxina, mientras que los efectos patgenos de la mayora de las Salmonellas se producen por penetracin e invasin de la mucosa intestinal.

CARACTERSTICAS GENERALES DE LAS BACTERIAS PATGENAS QUE CON MAYOR FRECUENCIA SE AISLAN DE LOS ALIMENTOSSalmonella. Es una bacteria patgena para el hombre y muchos animales, produce una enfermedad de origen alimentario conocida como salmonelosis, que se presenta en formas espordica y de brotes. Es la causa ms comn de ETA en diversos pases, en Cuba es el primer agente causal de brotes de origen alimentario. Salmonella es uno de los gneros ms estudiados entre los patgenos que pueden ser aislados de los alimentos. El primer brote de salmonelosis se descri- bi en Alemania en 1888, entre 50 personas que haban ingerido carne cruda molida proveniente de una vaca moribunda. Los integrantes de este gnero son bacilos gramnegativos no esporulados oxidasa negativa, pertenecientes a la fa- milia Enterobacteriaceae. La mayora no fermentan la lactosa y son mviles, son aerobios o anaerobios facultativos, contienen endotoxinas, generalmente son termolbiles, resisten la congelacin y algunos agentes qumicos, poseen una rica composicin antignica que se emplea como base para la identificacin de sus miembros en serotipos, recientemente designados como serovares. En la actualidad existen ms de 2 500 serovares de Salmonella, todos con- siderados potencialmente patgenos al hombre. En los ltimos aos la aplicacin de tcnicas moleculares, basadas en anlisis y reacciones de material gentico, ha dado lugar a una reclasificacin de los serovares en un nuevo esquema de subespecies. Se reconocen 2 lneas primarias en la evolucin con las especies S.30

enterica y S. bongori, los miembros de la primera se dividen en 7 subespecies (I, II, IIIa, IIIb, IV, VI y VII). En el I se encuentran los serovares que causan enfermedad

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en humanos y animales de sangre caliente. En los grupos II al VII estn los serovares aislados de vertebrados de sangre fra. S. bongori se sita en el grupo V. Los factores de virulencia o atributos de patogenicidad de Salmonella incluyen: la habilidad para invadir clulas, poseer una cubierta completa de lipolisacrido (LPS), capacidad para replicarse intracelularmente y posibilidad de produccin de toxinas. En el mecanismo de patogenicidad se conoce que son necesarios plsmidos de elevado peso molecular que se asocian con la virulencia. Se conocen 3 formas clnicas de salmonelosis en el humano: gastroenteritis (causada por S. Typhimuriun, S. Enteritidis, etc.), fiebre entrica (causada por S. Typhi y S. Paratyphi) y una enfermedad invasiva sistmica (ocasionada por S. Cholerasuis). Las complicaciones menos comunes pero ms graves pueden ser: artritis y pericarditis; puede producir tambin un cuadro grave, con meningitis (infeccin de las membranas que cubren el cerebro), aborto y hasta la muerte. El perodo de incubacin es de 6 a 72 h, por lo regular de 12 a 36 h. Se distribuye mundialmente, se notifica con mayor frecuencia en los pases de Am- rica del Norte y de Europa. Se clasifica como enfermedad de origen alimentario, pues los alimentos contaminados constituyen el modo predominante de trasmi- sin. Se puede trasmitir durante toda la evolucin de la infeccin, usualmente de unos das a varias semanas. A veces el estado de portador temporal contina durante meses, especialmente en los lactantes. Cerca del 1 % de los adultos infectados y del 5 % de los nios menores de 5 aos excretan el microorganismo por ms de un ao. Se considera que el reservorio de Salmonella es el tracto intestinal de animales y hombres. Estudios epidemiolgicos indican que las aves constituyen un importante reservorio. Algunos serotipos tienen poca especificidad de husped y pueden aislarse del tracto intestinal de animales de sangre fra. Otros serotipos muestran elevada especificidad de husped como: S. Typhi en humanos, S. Typhimuriun en ratones, S. Gallinarum en aves de corral, S. Dublin en bovinos, S. Anatum en patos, S. Cholerasuis en porcinos y S. Abortusovis en ovinos. Salmonella es una bacteria primariamente parsita intestinal de los anima- les incluido el hombre, se libera al medio ambiente por las heces, donde muestra determinada capacidad de supervivencia en los materiales que contacta; en con- diciones favorables se multiplica, y los alimentos no son una excepcin. Se puede aislar del medio ambiente en general, lo que incluye agua, tierra, etc.; vegetales, animales salvajes, de explotacin, acuticos, domsticos y el hombre. La princi- pal forma de contagio es la va oral, se puede trasmitir de manera directa a travs del contacto con las heces fecales de personas enfermas o por medio de alimen- tos (leche y sus derivados, verduras, frutas, carne, huevos, etc.) o agua contami- nada y hasta por objetos infectados por moscas o ratas.32

Shigella. Es una de las bacterias patgenas que con mayor frecuencia causa infecciones intestinales en los nios, son comunes los brotes en condiciones de hacinamiento y en caso de deficiencia de la higiene personal, se distin- gue por poseer una dosis infectiva baja con respecto a otros patgenos.

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La especie Shigella dysenteriae produce casi siempre la enfermedad ms grave, que es la tpica disentera bacilar. Estas bacterias pertenecen a la familia de las Enterobacteriaceae, el gnero comprende 4 especies patgenas al hombre: Grupo A. Shigella dysenteriae. Grupo B. Shigella flexneri. Grupo C. Shigella boydii. Grupo D. Shigella sonnei. Shigellas es invasivas y penetran a travs de la mucosa intestinal, algunas cepas producen toxinas poderosas; sin embargo, incluso estas cepas precisan invadir la mucosa para determinar la enfermedad. La shigelosis es una disentera bacilar, la mayora de las personas infectadas con Shigella presentan diarrea, fiebre y calambres estomacales, toma del estado general, cefalea intensa y en ocasiones sntomas neurolgicos a partir de 24 a 48 h despus de